【正文】 緩慢；而當(dāng)溫度高于 40℃時(shí)，反應(yīng) 3小時(shí)轉(zhuǎn)化率達(dá)到 100％，但選擇性有明顯下降。模擬過(guò)程如上圖所示。特別是四氯化碳做溶劑， 反應(yīng)速度很快， 6 小時(shí)就完成了反應(yīng)。由于環(huán)己酮羰基兩邊是對(duì)稱結(jié)構(gòu)， 其重排產(chǎn)物的酯是唯一的， 而不對(duì)稱時(shí)， 產(chǎn)物中有兩種酯，根據(jù)烴基遷移的難易 ， 其中有一種酯是主要的。 ? 輔助車間周圍幾乎均設(shè)置了綠化帶， 改善小氣候、 降低太陽(yáng)輻射溫度、 調(diào)節(jié)氣溫和濕度、減少塵土、衰減噪聲、保護(hù)環(huán)境。 包裝、裝卸方案 本產(chǎn)品采用型號(hào)為 200L/桶的藍(lán)色平頂型結(jié)構(gòu)鋁桶貯裝。 該廠可以通過(guò)鐵路、公路、水路進(jìn)行運(yùn)輸，從目前公司的實(shí)際情況出發(fā)，為了提高物流和運(yùn)輸?shù)男剩档瓦\(yùn)營(yíng)成本，主要是采取以三方物流公司 托運(yùn)為主，但對(duì)于數(shù)量較少、路程較近的本地市場(chǎng)我們也采取自己運(yùn)輸。 本廠在運(yùn)營(yíng)過(guò)程中，主要涉及的物流形式有原材料物流、生產(chǎn)物流、銷售物流。均為一層，高均為 10 米，長(zhǎng)寬 30米、 18 米。位于生產(chǎn)車間東方，位于廠區(qū) 正中方位，布線方便，輸電安全。 ? 生產(chǎn)車間 生產(chǎn)廠房高 12 米，共兩層，長(zhǎng) 40 米、寬 20 米。 ? 員工活動(dòng)室 員工活動(dòng)室中有各種運(yùn)動(dòng)器材，能滿足各年齡段的職工的需求，同時(shí)考慮本廠員工較少及豐富員工日常生活兩點(diǎn)而設(shè)計(jì)。行政樓處于工廠正門北側(cè)，交通方便，環(huán)境優(yōu)美。 主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 序號(hào) 指標(biāo)名稱 單位 數(shù)值 1 設(shè)計(jì)規(guī)模 噸 /年 3000 2 年操 作日 天 300 3 原料及輔助材料 消耗 萬(wàn)元 /年 4 工廠用地面積 平方米 24882 5 綠化面積 平方米 6 廠區(qū)綠化率 % 5 總定員 人 58 6 總投資 萬(wàn)元 7 全產(chǎn)總產(chǎn)值 萬(wàn)元 /年 8 年產(chǎn)品總成本 萬(wàn)元 /年 9 財(cái)務(wù)凈現(xiàn)值 萬(wàn)元 /年 10 財(cái)務(wù)內(nèi)部收益率 % 27 11 投資回收期 年 12 投資利潤(rùn)率 % 13 資本金利潤(rùn)率 % 14 貸款償還期 年 5 15 盈虧平衡點(diǎn) % 22 8 第二章 總圖運(yùn)輸 設(shè)計(jì)依據(jù) 《工業(yè)企業(yè)總平面設(shè)計(jì)規(guī)范》（ GB5018793） 《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》（ GBJ 161987) 《化工企業(yè)總圖運(yùn)輸設(shè)計(jì)規(guī)范》（ HG/T 206491998） 《廠礦道路設(shè)計(jì)規(guī)范》（ GBJ2287） 《石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火規(guī)范》 1999 年版 設(shè)計(jì)范圍 產(chǎn)區(qū)總平面布置、豎向布置、交通運(yùn)輸設(shè)計(jì)。 表 產(chǎn)品方案 根據(jù)目前各產(chǎn)品的價(jià)格，可以看出，本工藝中得到的產(chǎn)品價(jià)格占有很大的優(yōu)勢(shì)，再加交通運(yùn)輸方便，具有相當(dāng)強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。因而對(duì)化工原料要求也越來(lái)越高，化工原料正向著對(duì)人身 和人身無(wú)害或危害少的方向發(fā)展，綠色環(huán)保、無(wú)污染、高效已經(jīng)成為現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的目標(biāo)。 (2)千里螞團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)化工流程的指導(dǎo)書(shū) (3)國(guó)家地區(qū)建設(shè)、稅收等有關(guān)法律、法規(guī) (4)《中華人民共和國(guó)環(huán)境保護(hù)法》、《中華人民共和國(guó)勞動(dòng)安全法》等相關(guān)的 國(guó)家法律、法規(guī)； 工藝特點(diǎn) ： 本工藝采用對(duì)環(huán)境友好的新工藝與催化劑體系，以氧氣作為氧化劑，該氧化劑清潔、安全、廉價(jià)；采用 2— 二氯乙烷作為溶劑，在很大程度上提高了產(chǎn)物的轉(zhuǎn)化率和選擇性；本工藝中采用的催化劑體系 — 一金屬卟啉作為反應(yīng)過(guò)程中的催 化劑，該催化體系具有高效、高選擇性、用量少的特點(diǎn)，是該工藝創(chuàng)新的地方，除此之外，因催化劑含量極低，不需要復(fù)雜的分離與回收，可殘留在產(chǎn)物己內(nèi)酯中，對(duì)最終產(chǎn)品的質(zhì)量不構(gòu)成任何影響。 7 湖南云溪工業(yè)園依托腹地從石油催化裂化到石油化工完整的產(chǎn)業(yè)鏈和產(chǎn)業(yè)集群，以發(fā)展精細(xì)化工和加工工業(yè)為產(chǎn)業(yè)定位，以 “ 對(duì)接石化基地、承接沿海產(chǎn)業(yè)、打造工業(yè)洼地 ” 為辦園宗旨。 ? 行政中心 行政樓共四層，高 12 米，長(zhǎng) 40 米、寬 15 米。 ? 員工宿舍 員工宿舍共 5 層，高 15 米，長(zhǎng)寬 50 米、寬 15 米。商店與醫(yī)療保健室相連，提高了土地的利用率。位于生產(chǎn)車間南部，距離車間 35 米以上，確保安全。位于廠區(qū)北面物流運(yùn)輸線附近。 ? 消防科 消防科位于生產(chǎn)區(qū)南部，靠近生產(chǎn)車間，遇災(zāi)時(shí)能縮短救災(zāi)路線，及時(shí)救災(zāi)。 3）銷售物流運(yùn)輸。 ? 氧氣的運(yùn)輸 運(yùn)輸方式：由供貨商直接用車輛運(yùn)輸?shù)綇S區(qū)生產(chǎn)車間。 工廠綠化 本廠主要在以下地段重點(diǎn)進(jìn)行綠化布置，進(jìn)場(chǎng)總干道及物料出入口、廠前區(qū)、潔凈度要求高的車間以及可能產(chǎn)生有害氣體、粉塵和噪聲的車間。 ε己內(nèi)酯具有獨(dú)特的生物相容性，生物降解性，以及良好的滲透性，這使其在生物材料的應(yīng)用極為廣泛，同時(shí)又具備綠色無(wú)污染的特點(diǎn)。 反應(yīng)溶劑的選擇 以 1， 2－二氯乙烷、四氯化碳、乙睛、苯、乙酸乙酯為溶劑，以 SalenNi為催化劑，考察了溶劑對(duì)反應(yīng)的影響，結(jié)果列入下表 。 反應(yīng)機(jī)理 23 C6H10O +3C7H6O C6H10O2+3C6H5COOH +3 副反應(yīng)機(jī)理 ： C6H10O2+O2 3C2H2O4 分離機(jī)理： CH3OH+C6H5COOH C6H5COOCH3 2CH3OH+C2H2O4 CH3OOCCOOCH3 模擬流程圖 表 Aspen 工藝模擬流程圖 Nisalen 二氯乙烷 Nisalen 二氯乙烷 +3 +3 24 上面所示的是整個(gè)完整的模擬過(guò)程，包括有反應(yīng)過(guò)程、溶劑的純化循環(huán)利用過(guò)程、己內(nèi)酯的分離純化過(guò)程、最后副產(chǎn)物的酯化過(guò)程以及其分離過(guò)程。 選擇性方面 模擬生物酶催化特性，通過(guò)活化分子氧產(chǎn)生過(guò)氧化物在與環(huán)己酮發(fā)生 BaeyerVilliger 氧化反應(yīng)質(zhì)的己內(nèi)酯，該催化劑體系具有酶高選擇性的特點(diǎn) 催化劑的用量 金屬卟啉催化劑用量為 ppm級(jí)，用量極少。 非手性金屬配合物的合成 原料：合成的相關(guān)配體、乙醇、 N, N＇－雙水楊醛縮乙二胺 金屬。 最終得到產(chǎn)品的選擇性為 %。 ? 苯甲醛儲(chǔ)罐 根據(jù)模擬結(jié)果，溶劑進(jìn)料量為 ，取進(jìn)料儲(chǔ)存時(shí)間為十天，實(shí)際所需體積為 ，取 20%裕度， 的填充系數(shù)，所需體 積為 ，取整為 600m3，選三個(gè) 200m3 儲(chǔ)罐即可。但是要綜合考慮問(wèn)題，考慮壓力大小下控制閃蒸量 的大小，保持一定的料位。 選用平底錐頂系列（ HG5157485），材料選用 Q235A，根據(jù) GB901920xx 壓力容器的公稱直徑選為 6000mm， 封 頭選用與其公稱直徑對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)封頭，則高度 h=7000mm。選用碳鋼為材料，管長(zhǎng)為 1m，管徑為 19*2mm，管心距為 25mm。C /W) 熱流量 /kW 傳熱溫差 / 186。如換熱面積裕度為 20%，則所需管數(shù)為 27。管程為一，折流板數(shù)為零。 41 模擬及計(jì)算匯總設(shè)計(jì)如下： 參數(shù) 管程 殼程 物料名稱 進(jìn)口 己內(nèi)酯 冷卻水 出口 己內(nèi)酯 冷卻水 質(zhì)量流量 /（ kg/h） 進(jìn) /出口溫度 /℃ 壓力 /MPa 設(shè) 備 結(jié) 構(gòu) 參 數(shù) 形式 浮頭式 臺(tái)數(shù) 1 殼體內(nèi)徑 /mm 400 殼程數(shù) 1 管徑 /mm 19*2 管心距 /mm 25 管長(zhǎng) /mm 管子排列 正方形旋轉(zhuǎn) 45176。C) 需要的傳熱面積 / m2 傳熱面積裕度 /% 20 換熱器型號(hào) 40 模 圖 收集產(chǎn)品 ε 一 己內(nèi)酯 時(shí)換熱模擬圖 模擬時(shí)選用水作為冷卻劑， CPT 雖然閃電較高但為便于儲(chǔ)存 ，設(shè)置熱流體出口溫度為 30℃， 模擬結(jié)果如上，選用管殼式換熱器，冷卻水走殼程，熱流體走管程。 管程為一，折流板數(shù)為零。選兩個(gè) 200m3儲(chǔ)罐即可。 閃蒸罐設(shè)計(jì)時(shí)一般按液相停留時(shí)間為 10 分鐘來(lái)計(jì)算容積，液位控制在 1/3到 2/3 之間。 ? 環(huán)己酮儲(chǔ)罐 根據(jù)模擬結(jié)果，溶劑進(jìn)料量為 ，取進(jìn)料儲(chǔ)存時(shí)間為十天，實(shí)際所需體積為 ，取 20%裕度， 的填充系數(shù)，所需體積為 ，取整為 200m3，選一個(gè) 200m3 儲(chǔ)罐即可。 儲(chǔ)罐選型及設(shè)計(jì) 回流罐設(shè)計(jì)選型 ? 初步分 離塔回流罐 根據(jù)模擬結(jié)果塔設(shè)計(jì)回流比為 ，塔頂出料量為 m3/h，故回流罐進(jìn)料量為 * m3/h=，取 停留時(shí)間為 30min，則所需體積為 , 取 20%的裕度，則體積為 ，取整為 。 催化劑的選擇 32 由于不同的金屬離子對(duì)催化劑的活性有明顯的影響，所以以 1， 2－二氯乙烷為溶劑， 以未取代水楊醛的 Schiff 1a 為配體考察了不同中心金屬離子的催化劑對(duì)環(huán)己酮的催化氧化反應(yīng)的影響，對(duì)比結(jié)果見(jiàn)下面表格： 表 催化劑、反應(yīng)時(shí)間與轉(zhuǎn)化率間的關(guān)系 由上表可以清楚地看出：在我們考察的幾種金屬中， Co 和 Ni 具有較高的催化氧化活性，轉(zhuǎn)化率分別為 100％和 ％。 反應(yīng)條件 反應(yīng)過(guò)程 是在常溫下進(jìn)行的，生產(chǎn)條件溫和，對(duì)設(shè)備要求不太苛刻。 ② ε 己內(nèi)酯 、苯甲酸、 己二酸與溶劑二氯乙烷的分離 反應(yīng)釜中出來(lái)的物質(zhì)有己內(nèi)酯、苯甲酸、己二酸還有溶劑二氯乙烷，根據(jù)其沸點(diǎn)差異和各物質(zhì)的理化性質(zhì)，可以通過(guò)精餾塔將其產(chǎn)物（己內(nèi)酯、苯甲酸、己二酸）與溶劑分離，模擬流程圖如下： 26 ③ 溶劑的回收循環(huán)利用模擬： 由二氯乙烷的理化性質(zhì)和其危險(xiǎn)性我們將其回收循環(huán)利用，一方面保護(hù)環(huán)境，另一方面也保證人員操作安全。四氯化碳和 1， 2－二氯乙烷效果最好 (Entries 1 和 2)；苯和乙酸乙酯次之 (Entries 4 和 5)；乙腈做溶劑時(shí)，催化劑活性不高。前者失去一個(gè)質(zhì)子成為酯， 后者則得到一個(gè)質(zhì)子成為羧酸。 ? 廠區(qū)圍墻周圍設(shè)置 1m 寬的綠化隔離帶， 可以凈化廠區(qū)空氣， 營(yíng)造綠 化工廠的整體氛圍。 產(chǎn)品運(yùn)輸 產(chǎn)品 ε 己內(nèi)酯、苯甲酸甲酯、己二酸二甲酯， 我們采取罐車運(yùn)輸為主的運(yùn)輸方式，一方面在公司自己運(yùn)輸，可以將產(chǎn)品時(shí)時(shí)輸送至廠區(qū)附近各相關(guān)企業(yè)，另一方面可以雇請(qǐng)第三方專業(yè)的化工物流公司，為廠區(qū)外有 需求的廠家提供產(chǎn)品；這樣即節(jié)省運(yùn)費(fèi)，又節(jié)約時(shí)間。 物流示意圖： 13 運(yùn)輸方案 廠址位于湖南省岳陽(yáng)市， 地處一湖（洞庭湖）兩原（江漢平原、洞庭湖平原）三?。ㄏ妗⒍?、贛）四線（京廣鐵路、京珠高速公路、 107國(guó)道、長(zhǎng)江）的多元交匯點(diǎn)上，是長(zhǎng)江中游僅次于武漢的又一個(gè)“金十字架”，特別是洞庭湖大橋的通車，構(gòu)成了“承東聯(lián)西”“南北貫通”的便捷交通網(wǎng)。 附錄：各個(gè)產(chǎn)區(qū)布置見(jiàn)附件廠區(qū)布置圖 技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 表 2. 產(chǎn)區(qū)布置面積核算 序號(hào) 名稱 數(shù)量 單位 1 行政大樓 平方米 2 員工宿舍 900 平方米 3 控制室 270 平方米 4 員工活動(dòng)中心 530 平方米 5 商店 120 平方米 6 化驗(yàn)室 270 平方米 7 消防站 300 平方米 8 醫(yī)務(wù)室